專利名稱：帶有自找平的頭部的緊固件裝置的制作方法
帶有自找平的頭部的緊固件裝置
馬歇爾.w.柯蒂斯
大衛(wèi)A.W.柯蒂斯
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明大致上涉及結(jié)構(gòu)石更件(construction hardware),并且更具體地 涉及用于金屬屋面和鋼建筑結(jié)構(gòu)(steel building construction)的改進(jìn)的緊 固件裝置。
相關(guān)技術(shù)描述
目前用在屋面和鋼建筑結(jié)構(gòu)中的緊固件包括環(huán)形柄(ringshank)、自
密封釘子和自密封六角頭。這些緊固件的制造商推薦每五年更換所安裝的 緊固件。此推薦的更換時(shí)間表由于紫外線會(huì)損壞這些緊固件的暴露的橡膠 密封件而成為必需的。另外，采用六角頭的屋面表面上的水和雪的重力剪 切力頂靠著六角頭垂直壁積聚，使緊固件變松，并對(duì)緊固件及其密封件引 起損壞。
美國(guó)專利No. 6,764,262公開了并要求保護(hù)了包括柄(shank)和頭部 的不受氣候影響的緊固件，其中，頭部還包括凹陷的下表面。墊圈被定位 在凹陷中，并且在緊固件被用來接合兩個(gè)元件時(shí)，墊圈被壓縮以便全部地 填充凹陷以防止不想要的材料的進(jìn)入。該6,764,262專利未能處理或保護(hù) 緊固件被以除90度以外的任何斜角施加時(shí)的情形，因?yàn)楸皖^部之間的 強(qiáng)固連接產(chǎn)生強(qiáng)固的"T"形狀。當(dāng)6,764,262專利的緊固件被以斜角施加 時(shí)， 一個(gè)頭部側(cè)面與工件接觸，而對(duì)置的頭部側(cè)面升高，這在工件和頭部 外部邊緣之間產(chǎn)生間隙。此間隙使得不想要的材料能夠進(jìn)入頭部下側(cè)，并 最終造成緊固件失效。
前述專利和/或產(chǎn)品反應(yīng)了現(xiàn)有技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)。對(duì)這些專利和/或產(chǎn)
5品的參照以及討論是為了輔助申請(qǐng)人履行公正地公開和本申請(qǐng)的權(quán)利要 求的審查相關(guān)的信息的義務(wù)。然而，謹(jǐn)認(rèn)為，上面提到的專利和/或產(chǎn)品 中沒有任何一個(gè)公開、示教或暗示、啟發(fā)、顯示或以其它形式給出了明顯 的，無論單獨(dú)地或是當(dāng)組合考慮時(shí)，本申請(qǐng)中公開和要求保護(hù)的新穎發(fā)明。
發(fā)明簡(jiǎn)述
本發(fā)明提供了 一種用在屋面和鋼建筑結(jié)構(gòu)中的改進(jìn)的緊固件裝置。本 發(fā)明的緊固件提供了與帶螺紋的柄部分分離開的自調(diào)節(jié)和自動(dòng)地自找平
的頭部(self-leveling head)。此自找平的頭部提供了截頭的半球形頭部 (frusto-hemispherical head )、彎曲的外部表面、基部、周邊邊緣以及圓形 的環(huán)形杯狀物中心(rounded annular cup center )。該圓形的環(huán)形杯狀物中 心較寬并且在最上面的部分具有"f妻近垂直的側(cè)面，并且朝向位于下部部分 的幾乎水平的表面彎曲和變窄。該杯狀物中心的尺寸和結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成接納 分離的帶螺紋的柄，該帶螺紋的柄通過分離的頭部插入。
該帶螺紋的柄在一端具有通向不帶螺紋的尖端的螺紋，并且在另一端 具有圓形的球狀柄，以及承載工具配件的平坦的頂部表面。
該組合的環(huán)形杯狀物頭部和圓形的球狀柄產(chǎn)生了自由運(yùn)動(dòng)的J^窩接 頭，該球窩接頭允許，無論帶螺紋的柄的安裝角度如何，自由運(yùn)動(dòng)的頭部 都能在安裝的壓縮下自找平。該頭部具有向下懸掛的唇件 (downwardly-appending lip )，該向下懸掛的唇件從頭部周邊邊緣延伸， 因此在基部中界定環(huán)形凹陷。該環(huán)形凹陷包括平坦的上部表面，該平坦的 上部表面過渡到垂直向下懸掛的唇件。該垂直向下懸掛的唇件過渡成與水 平方向成大約100到IIO度的環(huán)形壁，并在環(huán)形唇件的彎曲的最下面的底 部中結(jié)束。唇件的底部是實(shí)質(zhì)上平坦的，并且轉(zhuǎn)變成與水平方向成大約 IIO度角向外傾斜的向上懸掛的周邊邊緣，并隨后轉(zhuǎn)變成截頭的半球形頭 部。這些凹陷和向下懸掛的唇件的尺寸能夠接納密封墊圈，該密封墊圏圍 繞柄的不帶螺紋的頂部擱置，以產(chǎn)生不透水的密封。
自找平的頭部防止了緊固件頭部周邊以及向下懸掛的唇件在安裝過 程中劃傷涂漆的工件。在密封墊圈被緊固并開始?jí)嚎s和提供阻力時(shí)，密封墊圈與工件接觸。以此種方式，墊圈密封件的剩余的未壓縮部分與工件接 觸，并且在墊圏密封件的最終壓縮發(fā)生之前將自由運(yùn)動(dòng)的頭部調(diào)整到水平 位置，從而得到與工件平齊且還與水平面齊平的最終緊固件頭部位置。
第二薄密封墊圏也被插入在柄的圓形的球狀頭部和自由運(yùn)動(dòng)的頭部 凹陷的圓形的杯狀物之間。該第二密封墊圈在球狀物和杯狀物之間提供屏 障，以防止生銹或電解，并阻止任何的水進(jìn)入凹陷。
緊固件的分離的頭部相組合，以提供一薄斷面的頭部(low profile head)以便減小緊固件和落下的雪和冰之間的摩擦，該摩擦可剪切緊固件 頭部并從安裝位置撕開整個(gè)緊固件。
該唇件具有六個(gè)具體特征。第一，在唇件的內(nèi)側(cè)表面，環(huán)形凹陷的頂 部20%是垂直的，以便抓住密封墊圈的頂部表面并防止其水平地膨脹， 從而增加密封墊圈和工件之間的阻力以使緊固件頭部自找平。第二，環(huán)形 凹陷壁的70%過渡成110度傾斜的壁，其隨著其接近唇件底部而加寬， 從而允許密封墊團(tuán)緩慢地膨脹并填充凹陷。第三，環(huán)形凹陷的最后10% 是圓形的，以便離開凹陷且在唇件下方延伸的密封墊圈不被凹陷壁的內(nèi)部 表面夾住或切割。最底部的唇件表面是實(shí)質(zhì)上平坦且寬的，以容納密封墊 圈的一部分并在唇件和被緊固的工件之間產(chǎn)生劃痕屏障(scratch barrier )。 最底部的唇件表面過渡成圓形的部分，該圓形的部分移除了可能劃傷被緊 固的工件的任何尖銳的邊緣。外部周邊邊緣朝向緊固件頭部的主體以110 度角向上傾斜。此截面產(chǎn)生水平的V形腔，該V形腔容納從凹陷離開的 多余的密封墊圈，在該多余的密封墊圈被擱置在工件和與邊緣成110度角 的周邊邊緣之間產(chǎn)生的水平的V形內(nèi)部時(shí)，其受到保護(hù)而不不受落下的 雪和冰的損害。因此，凹陷的唇件和密封墊圈、工件以及緊固件的自由運(yùn) 動(dòng)的頭部一致地工作，以使頭部部分自找平，而無論帶螺紋的柄的安裝角 度如何。
隨著緊固件被安裝，環(huán)形凹陷內(nèi)的密封墊圈首先與工件接觸并被夾在 自由運(yùn)動(dòng)的頭部和被緊固的工件之間。密封墊圈被輕微地壓縮并開始在水 平平面中向外膨脹。唇件的短的頂部20%垂直壁的尺寸使得，在密封件 與垂直的凹陷壁接觸時(shí)，密封墊圈的向外膨脹停止。密封墊圈與垂直壁接觸還產(chǎn)生來自密封件的直"J妄的且增加的阻力，該阻力引起自由運(yùn)動(dòng)的頭部 自找平。 一旦自由運(yùn)動(dòng)的頭部已經(jīng)自找平，則密封墊圈的最下面部分被允
許沿著帶有110度角的中部部分逐漸地膨脹并填充剩余的凹陷。內(nèi)部凹陷
壁的極端最底部部分是圓形的，并且，在密封墊圏以對(duì)于該密封件的構(gòu)成 物而言的可接受的速度膨脹時(shí)，內(nèi)部凹陷壁的極端最底部部分將不損壞密 封墊圏，從而，該密封墊圏最終從凹陷離開，并在緊固件頭部唇件和被緊 固的工件之間提供劃痕屏障。唇件的實(shí)質(zhì)上平坦且寬的底部表面被設(shè)計(jì)成 容納離開的密封件，并進(jìn)一步輔助自由運(yùn)動(dòng)的頭部的自找平，并在唇件和
工件之間提供劃痕屏障。向下懸掛的唇件的最終部分為設(shè)計(jì)成以110度角
向外的周邊邊緣，以容納完全從凹陷離開并且甚至超出凹陷的唇件部分以 外的少量的密封墊圈，從而阻止不想要的物質(zhì)和水的進(jìn)入。
帶螺紋的柄部分和圓形的球形頭部的分離以及頭部部分與圓形的杯 狀物組合并產(chǎn)生球窩接頭，在安裝過程中，該球窩接頭允許帶螺紋的柄部 分旋轉(zhuǎn)，同時(shí)自由運(yùn)動(dòng)的頭部部分由安裝者握持，而該頭部部分不會(huì)在安 裝者的手指中旋轉(zhuǎn)。另外，在安裝過程中，隨著頭部和密封墊圈與被緊固 的工件接觸，包含在凹陷內(nèi)側(cè)的密封墊圈不會(huì)受到極端扭曲和拉緊，而該 極端扭曲和拉緊可能會(huì)損害密封墊圈。
因此，帶有自找平的頭部的緊固件裝置的一個(gè)目的是提供一種可以經(jīng) 受風(fēng)雨的改進(jìn)的緊固件。
帶有自找平的頭部的緊固件裝置的另一個(gè)目的是提供一種新的且改 進(jìn)的緊固件，其能保護(hù)密封件不受安裝過程中的極端力的損壞，這些極端 力包括但不限于扭曲、拉緊、滾動(dòng)以及由在最終的安裝擱置過程中引起的 摩擦產(chǎn)生的熱量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)減少更換失效的混凝土表面 所需的時(shí)間。
帶有自找平的頭部的緊固件裝置的另一個(gè)目的是提供一種新的且改 進(jìn)的緊固件，其中該新的且改進(jìn)的緊固件的頭部自找平，并提供了更緊的 密封，以便阻止不想要的物質(zhì)進(jìn)入頭部下方，而現(xiàn)有的強(qiáng)固的頭至柄的緊
固件(head-to-shank fastener)則不能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
8帶有自找平的頭部的緊固件裝置的另外的目的是提供一種新的且改 進(jìn)的緊固件，由于分離的頭部和柄的自找平，該新的且改進(jìn)的緊固件將在 安裝過程中保護(hù)工件表面不受劃傷。
帶有自找平的頭部的緊固件裝置的另外的目的是提供一種新的且改 進(jìn)的緊固件，該新的且改進(jìn)的緊固件能抑制緊固件頭部和工件之間的生銹 和電解。
參照接下來的描述和附圖，本發(fā)明的其它新穎的特征、優(yōu)勢(shì)以及目的 將變得明顯。然而，應(yīng)明確地理解，附圖只是為了說明和描述的目的，并 且不是為了界定對(duì)帶有自找平的頭部的緊固件裝置的限制。形成帶有自找 平的頭部的緊固件的特征的新穎的不同特征在附加的權(quán)利要求中被具體 地指出，并且權(quán)利要求形成此公開內(nèi)容的一部分。該帶有自找平的頭部的 緊固件裝置的特征不僅在于單獨(dú)形成的這些特征中的任何一個(gè)，而且也在 于其用于特定功能的全部結(jié)構(gòu)的特定組合。
因此已經(jīng)寬泛地概括了帶有自找平的頭部的緊固件裝置的更重要的 特征，以便其接下來的詳細(xì)描述可以被更好地理解，并且也為了本發(fā)明對(duì) 現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)可以被更好地理解。當(dāng)然，帶有自找平的頭部的緊固件裝 置有另外的特征，這些特征將在下文^皮描述并將形成附加于此的權(quán)利要求 的另外的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本公開內(nèi)容所基于的概念可以被 容易地用作設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)、方法以及系統(tǒng)的基礎(chǔ)，以便執(zhí)行帶有自找平的 頭部的緊固件裝置的若干目的。因此，在等價(jià)的結(jié)構(gòu)不背離該帶有自找平 的頭部的緊固件裝置的精神和范圍的情況下，將權(quán)利要求看作包括這些等 價(jià)的結(jié)構(gòu)是重要的。
某些術(shù)語及其衍生詞可以被用在接下來的描述中，僅為了方便引用， 并將不具有限制性。例如，詞匯比如"向上"、"向下"、"左"以及"右"將指 的是作為參照的附圖中的方向，除非另作陳述。類似地，詞匯比如"向內(nèi)" 和"向外"將分別指的是朝向裝置或區(qū)域及其標(biāo)出的部分的幾何中心的方 向和離開該幾何中心的方向。單數(shù)時(shí)態(tài)中的引用包括復(fù)數(shù)，并且反之亦然， 除非另作陳述。
9附困筒述
在考慮了其接下來的詳細(xì)描述時(shí)，帶有自找平的頭部的緊固件裝置將 被更好地理解，并且除了上文闡述的那些目的以外的目的將變得明顯。此 描述將參照附圖。


圖1A為完全組裝的帶有自找平的頭部的緊固件裝置IOO的側(cè)視圖， 該緊固件裝置IOO被安裝以便將工件19緊固到基板20。
圖1B為帶有自找平的頭部的緊固件裝置IOO的側(cè)視圖，該緊固件裝 置100具有以偏離于垂直方向大約20度的斜角安裝的帶螺紋的柄部分， 其中，自由運(yùn)動(dòng)的頭部已經(jīng)自動(dòng)地自找平，并且相等的壓力已經(jīng)凈皮施加到 密封墊圈7。
圖2A為帶有自找平的頭部的緊固件裝置100的部件的分解側(cè)視圖。
圖2B為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置100的側(cè)視圖，其具 有以偏離于垂直方向大約20度的斜角安裝的帶螺紋的柄部分。
圖2C為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置IOO的側(cè)視圖，其具 有垂直地安裝的帶螺紋的柄部分。
圖3為帶有自找平的頭部的緊固件裝置的俯視圖。
圖4為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置100的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖5為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置100的放大側(cè)視圖，其 描繪了向下懸掛的唇件以及環(huán)形凹陷壁的特征。
圖6A為垂直地安裝在工件中的現(xiàn)有的強(qiáng)固連接的頭部和柄的側(cè)視圖。
圖6B為以偏離于垂直方向15度的斜角安裝在工件中的現(xiàn)有的強(qiáng)固 連接的頭部和柄的側(cè)^見圖。
圖6C為以偏離于垂直方向25度的斜角安裝在工件中的現(xiàn)有的強(qiáng)固 連4妄的頭部和柄的側(cè)浮見圖。
圖7A為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置100在密封墊圏與工 件接觸之前的橫截面?zhèn)纫晥D。
10圖7B為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置IOO在密封墊圈開始 壓縮，并且凹陷垂直壁12引起墊圏將其自身固定在柄的不帶螺紋的頂部 部分8的周圍時(shí)的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖7C為帶有自找平的頭部的組裝的緊固件裝置100的橫截面?zhèn)纫?圖，其描繪了處于最終安裝位置的密封墊圈。
發(fā)明詳述
參照?qǐng)D1A-7，其中，相同的參考數(shù)字在不同的視圖中表示相同的部 件，顯示了一種新的且改進(jìn)的緊固件裝置，本文中一般用IOO表示。
圖1A和1B提供了安裝好的帶有自找平的頭部的緊固件裝置100的 側(cè)視圖。圖2A-2C包括三個(gè)橫截面視圖，其詳細(xì)描述了構(gòu)成帶有自找平 的頭部的完整的緊固件裝置IOO的各個(gè)部件其中圖2A是未組裝的；圖 2B是組裝的并且是垂直地安裝的；而圖2C是組裝的并且以斜角安裝的， 其展示了自由運(yùn)動(dòng)的帶螺紋的柄。圖3為緊固件頭部的俯視圖。圖4為側(cè) 橫截面圖，其詳細(xì)示出了帶有自找平的頭部的緊固件裝置的元件，并且其 為本發(fā)明的帶有自找平的頭部的緊固件裝置的優(yōu)選實(shí)施方式。圖5為橫截 面形式的側(cè)視圖，并且其為各個(gè)特征的特寫，該各個(gè)特征產(chǎn)生了凹陷的內(nèi) 壁以及帶有自找平的頭部的緊固件裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的自找平元件。圖 6A-6C為側(cè)視圖，并描繪了帶有強(qiáng)固的頭部和柄連接的現(xiàn)有的一件式緊固 件。圖7A-7C描繪了安裝好的帶有自找平的頭部的緊固件裝置，并進(jìn)一 步描繪了凹陷壁如何與密封墊圈一致地工作，以便在壓縮下正確地?cái)R置。
帶有自找平的頭部的緊固件裝置100包括4個(gè)主要元件1)帶螺紋 的柄50; 2)自由運(yùn)動(dòng)的頭部75; 3)第一上部密封件6;以及4)第二下 部凹陷密封墊圈7。這些元件組合在一起并產(chǎn)生帶有自找平的頭部的緊固 件裝置100。
帶螺紋的柄50 ^皮插入穿過上部密封件6，并隨后穿過自由運(yùn)動(dòng)的頭 部75。如圖1A-2C、 4以及7A-7C所示，該帶螺紋的柄最終穿過第二下 部凹陷密封墊圈7。如圖3和4所示，緊固件的帶螺紋的柄50包括截頭的半球形頭部1、 具有承載工具配件的平坦的頂部表面2、彎曲的球形底面3、帶螺紋的中 部部分9，以及帶螺紋的中部部分9和截頭的半^求形頭部1的彎曲的^求形 底面3之間的光滑的不帶螺紋的頂部部分8。柄部分50被連接到基部80， 并且柄50還包括帶螺紋的柄中部部分9以及柄尖端90。
另外，如圖2A、 3和4所示，帶有自找平的頭部的緊固件裝置100 包括自由運(yùn)動(dòng)的頭部75。自由運(yùn)動(dòng)的頭部75包括截頭的半球形頭部5、 圓形的杯形形狀的中空的中心部分4、平坦的基部17，以及周邊邊緣16。 如圖4和5所示，向下懸掛的唇件30從周邊邊緣16延伸，并在基部17 中界定環(huán)形凹陷40。如圖5所示，環(huán)形凹陷40具有由定義為帶螺紋的中 部柄50和自由運(yùn)動(dòng)的頭部75的這兩部分產(chǎn)生的平坦的上部表面，這兩部 分分別更具體地標(biāo)示為17和18。如圖5中所示，唇件30具有呈110度 角的外部邊緣IO、彎曲的下部邊緣15、實(shí)質(zhì)上寬且平坦的底部11，以及 內(nèi)部邊緣，該內(nèi)部邊緣的10%在底部14彎曲；該內(nèi)部邊緣的70%為呈110 度角的中部區(qū)段；以及該內(nèi)部邊緣的20%為垂直的上部區(qū)段12，該垂直 的上部區(qū)段12在環(huán)形凹陷平坦的上部表面17中終結(jié)。
如圖3-6所示，帶螺紋的柄50以及自由運(yùn)動(dòng)的頭部75組合以產(chǎn)生球 窩接頭，從而允許緊固件自找平頭部，而無論柄50的角度是否被安裝成 偏離垂直方向。位于柄50的頭部80底部上的3求狀物3與自由運(yùn)動(dòng)的頭部 75的杯狀物4組合并提供耐用的頭部，該耐用的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)到上至偏離垂 直方向30度的任何位置。此轉(zhuǎn)動(dòng)的自由允許自由運(yùn)動(dòng)的頭部75在安裝的 壓縮下自找平。自由運(yùn)動(dòng)的頭部75也輔助安裝者保持自由運(yùn)動(dòng)的頭部緊 緊地處于他們的手指中，而不會(huì)在帶螺紋的柄50在自由運(yùn)動(dòng)的頭部75 內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)被來自頭部旋轉(zhuǎn)的摩擦熱量燙傷。因?yàn)樽杂蛇\(yùn)動(dòng)的頭部75不旋 轉(zhuǎn)，所以環(huán)形凹陷40內(nèi)的密封墊圈7不旋轉(zhuǎn)或拉緊，并且在安裝過程中 密封墊圈7不損壞。
如圖3-6所示，薄密封件6被安裝在柄50的頭部80底部上的球狀物 3和自由運(yùn)動(dòng)的頭部75的杯狀物4之間，以便阻止水進(jìn)入球窩接頭。以 此種方式，防止了組裝的和安裝的緊固件的生銹和電解，正如防止水通過-求狀物3和杯狀物4進(jìn)入環(huán)形凹陷40 —樣。密封件6的優(yōu)選實(shí)施方式是 由尼龍或橡膠制造的。
如圖4所示，帶螺紋的柄的頭部80是圓形的或凸起的1。自由運(yùn)動(dòng) 的頭部75外頂部表面也是凸起的以及薄斷面的，以減小落下的雪和水與 緊固件頭部之間的摩擦，以便降低頭部剪切力。
環(huán)形凹陷40被設(shè)計(jì)成容納密封墊圈7，當(dāng)處于未壓縮狀態(tài)時(shí)，該密 封墊圈7填充從帶螺紋的柄9到環(huán)形凹陷40的向下懸掛的唇件30的垂直 壁12的凹陷。在壓縮時(shí)，垂直壁12阻止密封墊圏7的頂部部分從中心側(cè) 向地膨脹，并引起密封墊圈壓縮并朝向中心閉合，并擱置在柄50的不帶 螺紋的頂部段8周圍。密封墊圏7的優(yōu)選的實(shí)施方式為橡膠。
如圖4和圖5所示，凹陷壁13的環(huán)形中部部分偏離于垂直壁110度 角，并且允許密封墊圖7的下部部分壓縮，并且從朝向密封的頂部的向內(nèi) 運(yùn)動(dòng)過渡到沿著向下懸掛的唇件30的凹陷壁13的環(huán)形中部部分的逐漸的 向外運(yùn)動(dòng)。此設(shè)計(jì)將密封墊圈7壓縮在平滑的上部柄表面8周圍，以防止 水通過位于柄50的頭部80底部上的球狀物3以及自由運(yùn)動(dòng)的頭部75的 杯狀物4進(jìn)入環(huán)形凹陷40。
如圖4、 5以及圖7A-7C所示，向下懸掛的唇件30的最下內(nèi)部邊緣 14是圓形的，以便在安裝過程中自由運(yùn)動(dòng)的頭部75沒有尖銳的邊緣，并 且不切割或夾住密封墊圏7。
如圖1A、 1B、 4、 5和圖7A-7C所示，向下懸掛的唇件30的底部部 分11是實(shí)質(zhì)上平坦且寬的，以允許密封墊圈7的一部分完全地離開環(huán)形 凹陷40，并在自由運(yùn)動(dòng)的頭部75下方向外移動(dòng)，以在唇件30和被緊固 的工件之間提供劃痕屏障。
如圖4、 5以及7A-7C所示，向下懸掛的唇件30的外部邊緣15是圓 形的，以允許密封墊圏7的一部分完全地離開自由運(yùn)動(dòng)的頭部75而不被 切割或夾住。
如圖1A和圖5所示，向下懸掛的唇件30的外部邊緣IO從外部邊緣 15直到周邊邊緣16向外成110度角度，并且被設(shè)計(jì)成側(cè)向地產(chǎn)生"V"形95，以保護(hù)暴露的密封墊圏7不受由于落下的雪和水的力在自由運(yùn)動(dòng)的頭部周邊邊緣16的上方推動(dòng)密封件以及在其中將密封件從安裝的緊固件撕開而造成的損壞。"V"形95是由自由運(yùn)動(dòng)的頭部10的邊緣和工件19的水平表面產(chǎn)生的。
的緊固件J置，并提供了實(shí)踐由本發(fā)明義現(xiàn)在所考i的帶有自找平的
的緊固件裝置的最佳模式。雖然本文提供了帶有自找平的頭部的緊固件裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的全面的和完整的公開內(nèi)容，但并不想要將本發(fā)明限制到所公開的、示出的和/或描述的精確的構(gòu)造、尺度關(guān)系以及操作。只要適合，各種修改、可選擇的結(jié)構(gòu)、改變以及等價(jià)物將容易地被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到并可以被采用，而不背離帶有自找平的頭部的緊固件裝置的真實(shí)精神和范圍。這些改變可能涉及可選擇的材料、部件、結(jié)構(gòu)裝置、尺寸、形狀、形式、功能、操作特征以及類似物。
因此，上面的描述和說明不應(yīng)被理解為限制帶有自找平的頭部的緊固件裝置的范圍，該帶有自找平的頭部的緊固件裝置的范圍是由附加的權(quán)利要求界定的。
權(quán)利要求
1.一種緊固件裝置，其具有用于固定工件的自由運(yùn)動(dòng)的、自找平的頭部，緊固件包括(a)第一截頭的半球形頭部，其具有平坦的頂部表面，所述平坦的頂部表面承載工具配件；彎曲的外部表面；彎曲的球形基部；周邊邊緣；柄，所述柄連接到所述基部并具有不帶螺紋的部分、螺紋以及尖端；(b)第二自由運(yùn)動(dòng)的截頭的半球形頭部，其具有彎曲的外部表面；凹入的頂部表面，所述凹入的頂部表面的尺寸能接納第一頭部的球形基部；周邊邊緣；向下懸掛的唇件，所述向下懸掛的唇件從第二頭部的周邊邊緣延伸，并界定帶有平坦的上部表面的環(huán)形凹陷，并且所述唇件具有110度角的外部邊緣、彎曲的下部邊緣、實(shí)質(zhì)上平坦的底部、彎曲的內(nèi)部邊緣，所述彎曲的內(nèi)部邊緣具有110度角的內(nèi)部邊緣以及垂直的內(nèi)部邊緣，所述垂直的內(nèi)部邊緣在環(huán)形凹陷的平坦的底部上部表面中終結(jié)；(c)第一環(huán)形墊圈，其包括頂部表面和底部表面，所述環(huán)形墊圈的尺寸能接納所述第一頭部的柄的不帶螺紋的部分并被承載在所述第一頭部的柄的不帶螺紋的部分上，由此，所述墊圈界定徑向地包含在所述第二頭部的環(huán)形凹陷內(nèi)的第一未壓縮位置，從而提供了周邊邊緣等于所述第二頭部的唇件的垂直的內(nèi)部邊緣的密封件，并且，所述墊圈界定第二壓縮位置，在所述第二壓縮位置中，所述墊圈的頂部表面被向內(nèi)壓縮以密封在所述柄的不帶螺紋的部分周圍，由此，第一墊圈密封整個(gè)凹陷，并且所述第一墊圈的底部表面徑向地延伸到所述唇件的外部邊緣以外；以及(d)第二環(huán)形墊圈，其尺寸能夠接納所述柄的不帶螺紋的部分，并配合在所述第二頭部的環(huán)形凹陷的平坦的底部上部表面內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的緊固件，其中，在所述柄被以偏離于垂直方 向至多30度的角度安裝在工件中時(shí)，所述裝置提供自找平的第一頭部。
3. 如權(quán)利要求1所述的緊固件，其中，所述第二頭部的向下懸桂的 唇件具有6個(gè)互相依賴的角，所述6個(gè)互相依賴的角始于平坦的基部部分，并徑向地延伸，在所述周邊邊緣終結(jié)。
4. 如權(quán)利要求3所述的緊固件，其中，所述6個(gè)互相依賴的角包括 從以下清單中選出的成員，所迷清單的組成為垂直環(huán)形壁、110度角的 壁、彎曲的下部邊緣、實(shí)質(zhì)上平坦的底部、彎曲的外部邊緣，以及110 度角的外部邊緣。
5. —種用于固定工件的自由運(yùn)動(dòng)的自找平緊固件，其包括(a) 柄，其包括第一截頭的半球形頭部平坦的頂部表面，所述第 一截頭的半球形頭部平坦的頂部表面承載工具配件；不帶螺紋的表面；帶 螺紋的表面；彎曲的外部表面；彎曲的球形基部；周邊邊緣，以及尖端；(b) 用于使第一截頭的半球形頭部在安裝的壓縮下自找平的設(shè)備；(c) 用于防止不想要的物質(zhì)進(jìn)入裝置的設(shè)備；以及(d) 用于密封不帶螺紋的柄表面的設(shè)備。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述用于使第一截頭的半球形 頭部在安裝的壓縮下自找平的設(shè)備包括第二自由運(yùn)動(dòng)的截頭的半球形頭 部，所述第二自由運(yùn)動(dòng)的截頭的半J求形頭部具有彎曲的外部表面；凹入 的頂部表面，所述凹入的頂部表面的尺寸能夠接納第一頭部的球形基部； 周邊邊緣；向下懸掛的唇件，所述向下懸掛的唇件從第二頭部的周邊邊緣 延伸并界定帶有平坦的上部表面的環(huán)形凹陷，并且所述唇件具有110度角 的外部邊緣、彎曲的下部邊緣、實(shí)質(zhì)上平坦的底部、彎曲的內(nèi)部邊緣，所 述彎曲的內(nèi)部邊緣具有110度角的內(nèi)部邊緣以及垂直的內(nèi)部邊緣，所述垂 直的內(nèi)部邊緣在環(huán)形凹陷的平坦的底部上部表面中終結(jié)。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述用于防止不想要的物質(zhì)進(jìn) 入裝置的設(shè)備包括第一環(huán)形墊圈，所述第一環(huán)形墊圈包括頂部表面和底部 表面，所述環(huán)形墊圈的尺寸能夠接納所述不帶螺紋的柄表面并被承栽在所 述不帶螺紋的柄表面上，由此，所述墊圏界定徑向地包含在所述第二頭部 的環(huán)形凹陷內(nèi)的第一未壓縮位置，從而提供了周邊邊緣等于所述第二頭部 的唇件的垂直的內(nèi)部邊緣的密封件，并且，所述墊圈界定第二壓縮位置， 在所述第二壓縮位置中，所述墊圈的頂部表面被向內(nèi)壓縮以密封在所述柄的不帶螺紋的部分周圍，由此，所述第一墊圖密封整個(gè)凹陷，并且所述第 一墊圈的底部表面徑向地延伸到所述唇件的外部邊緣以外。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所迷用于密封不帶螺紋的柄表 面的設(shè)備包括第二環(huán)形墊圈，所述第二環(huán)形墊圈的尺寸能夠接納所述柄的 不帶螺紋的部分，并配合在所述第二頭部的環(huán)形凹陷的平坦的底部上部表 面內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求8所述的緊固件，其中，在所述柄^:以偏離于垂直方 向至多30度的角度安裝在工件中時(shí)，所述裝置提供自找平的第一截頭的 半球形頭部平坦的頂部表面。
10. 如權(quán)利要求9所述的緊固件，其中，所述第二頭部的向下懸掛的 唇件具有6個(gè)互相依賴的角，所述6個(gè)互相依賴的角始于平坦的基部部分， 并徑向地延伸，在所述周邊邊緣終結(jié)。
11. 如權(quán)利要求10所述的緊固件，其中，所述6個(gè)互相依賴的角包 括從以下清單中選出的成員，所述清單的組成為垂直環(huán)形壁、110度角 的壁、彎曲的下部邊緣、實(shí)質(zhì)上平坦的底部、彎曲的外部邊緣，以及IIO 度角的外部邊緣。
全文摘要
一種緊固件，其包括與帶螺紋的柄分離開的自調(diào)整的以及自動(dòng)地自找平的頭部。頭部部分提供有截頭的半球形頭部、彎曲的外部表面、基部部分以及具有圓形的環(huán)形杯狀物的形式的中空的中心。環(huán)形杯狀物被設(shè)計(jì)成接納穿過頭部的中空部分的帶螺紋的柄部分。柄部分具有螺紋以及圓形的球狀頭部、彎曲的外表面以及承載工具配件的平坦的頂部表面。當(dāng)結(jié)合時(shí)，環(huán)形杯狀物頭部部分和圓形的球狀柄部分產(chǎn)生能自由運(yùn)動(dòng)的球窩接頭，該球窩接頭允許無論帶螺紋的柄部分的安裝角度如何，自由運(yùn)動(dòng)的頭部都能在安裝的壓縮下自找平。該帶螺紋的柄具有不帶螺紋的部分以便在壓縮時(shí)，大密封件正確地圍繞柄的不帶螺紋的部分?jǐn)R置，并產(chǎn)生不透水的密封。
文檔編號(hào)F16B39/00GK101680474SQ200780053208
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者大衛(wèi)·A·W·柯蒂斯, 馬歇爾·柯蒂斯 申請(qǐng)人:大衛(wèi)·A·W·柯蒂斯;馬歇爾·柯蒂斯